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鄯善县城区配电网电气工程改造与研究

论文编号:lw201706052043196726 所属栏目:电气工程论文 发布日期:2018年02月07日 论文作者:无忧论文网
第 1 章绪 论

1.1 课题背景及意义
电力对于现代化发展的重要性不言而喻。作为国家经济的发展保证,电网是城乡建设发展的重要基础,但我国目前还有一些城市的配电网建设不能满足地方经济社会发展的要求。城市配电网主要是城区 110k V 及以下电网。1998 年以来,我国对配网建设力度不断加强,由于历史欠账较多,配电网发展仍然相对滞后,供电可靠性与国际先进水平仍有较大差距,电网结构薄弱,自动化水平低。10 千伏网架结构依然薄弱。随着中央两次新疆工作会议精神的落实,为新疆在基础设施建设、固定资产投资、矿产资源勘探等方面都提供了良好的政策环境。同时鄯善县政府响应国家号召,大力对外实施招商引资项目使得大批企业不断涌现,城镇建设迅速发展。特别是自治区已将鄯善县列为“西电东送”的主战场和首采区,地方工业经济将迎来跨越式发展的重大机遇。鄯善县隶属新疆吐鲁番市,位于天山东部南麓的吐鲁番盆地东侧,北与木垒县、奇台县为邻,东经七克台镇连接哈密市七角井乡,西部吐峪沟苏巴什村与吐鲁番市胜金乡接壤,南部经南湖戈壁至觉罗塔格与若羌县、尉犁县为界。境域总面积 39800 平方千米,约占新疆总面积的 2.5% 。鄯善供电公司隶属吐鲁番供电公司管辖,所辖 35k V 电网最东延伸至七克台镇南湖村,最西至土峪沟乡,最北至柯柯亚,最南至迪坎乡,鄯善供电区内主要电源是楼兰 220k V变电站。供电企业也逐步在加大配网的投资,在主网坚强的大前提下,配网的“瓶颈”效应凸显,加大配网线路布设密度,实现配网线路的“手拉手”不断提高配网供电可靠性,提升供电质量成为最近几年内的电网建设重点。
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1.2 国内外研究现状
配电网规划主要研究 110k V 以下的配电网建设方案,包括变电站和 10k V 馈线系统及相关测量、保护、无功补偿等。我国目前电网目前处于高速发展阶段,特高压电网网架的形成及智能电网的建设,对电网的规划提出了更高的要求,因此必须能构建一个适应电网未来面对的各种挑战、体现智能电网的各种特征,而且能随着规划环境的变化加入新的内容的电网规划体系。目前我国配电网的负荷仍处于持续快速发展期,需要在满足负荷快速增长的同时,改变我国配电网当前的规划、运行、维修模式。随着社会经济发展和人民生活对供电的依赖度逐步提高,配网已经成为城市建设工程中的重要部分。国际上发达国家和地区城市电网的发展已经进入了饱和阶段,目前我国配电网还处于发展初期,1998 年第一、二批农网改造以来,配网状况有了较大的改善,但配网的整体水平依然较低,供电可靠性和电能质量与世界平均水平仍有较大差距。主要表现在配网重设备改造,轻网络优化;线路负荷平衡率较低;线路互供能力差;部分线路供电半径大于规范要求;配网线路绝缘化水平总体较低,对于树障等外力破坏的抵抗性较低;配网智能化水平较低,尚处于起步阶段;配网规划和配合不协调,可持续性规划较少,市场适应能力差等,这些都是在配网规划中需要重视的问题。在国际上,发达国家的城市社会指标远比我国的高,而配电网的供电量在总电量中的比例远比我国的高,配电网在电力系统中的作用远比我国的大,对配电网供电质量的各项指标要求也较高。例如,英国电网的规划特点是,受市场经济的宏观影响,发电和配电部分均已放开给市场,电力生产经营企业只要获得燃气电力市场办公室(OFDEM)颁发的许可证,就可进入市场参与竞争。因而其配电网经营的主体非常分散,共有 14个区域级电力公司为配电运营商,且英国的电网规模小。而巴西电网在注重电网规划的可靠性和经济性的基础上,更加注重电网线路项目对社会及环境的影响。可见,世界范围内各国都根据各自的经济形态及国家现状对配电网的规划各有差异,但基础是电网运行的可靠性和经济性。
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第 2 章 鄯善县城区负荷预测

2.1 电力负荷预测的概述
2.1.1 电力负荷预测的重要性
电力系统负荷预测是指在考虑一些重要的系统运行特性、增容决策和自然条件下,利用一套系统的预测方法,在一定精度意义下,预测未来某特定时刻或某些特定时刻的负荷值,电力负荷预测内容包括对未来电力需求量的预测和对未来用电量的预测以及对负荷曲线的预测,负荷预测工作宜先进行电量需求预测,再进行电力需求预测。电力负荷预测结果的准确与否直接关系到电力投资的效益,供电的可靠性,用电需求的正常发展。

2.1.2 电力负荷预测的意义
负荷预测就是对未来一段时间电网负荷情况进行预测,它是制订发供电计划和做好电网供需平衡的依据,是保证电网安全、经济运行的必要条件。完成该项预测是一套复杂的工程,不仅要对历史负荷进行积累分析,还要时刻考虑大用户的生产用电计划,特殊时间段负荷的变化规律。负荷预测包括两方面的含义:对未来需求量(功率)的预测和未来用电量(能量)的预测。电力需求量的预测决定发电、输电、配电系统新增容量的大小;电能预测决定发电设备的类型(如调峰机组、基荷机组等)。负荷预测的目的就是提供负荷发展状况及水平,同时确定各供用电量、供用电最大负荷和规划地区总的负荷发展水平。负荷预测在电力系统规划和运行方面发挥的重要作用,具有明显的经济效益,负荷预测实质上是对电力市场需求的预测。做好负荷预测已成为实现电力系统管理现代化的重要手段。
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2.2 电力负荷的特性分析

要提高负荷预测的准确性,首先必须要对预测区的负荷特点进行分析,主要是统计分析出本地负荷性质,才能准确对未来负荷的发展趋势有一个正确分析和判断。负荷特性分析应从以下几个方面进行:1、将本地区负荷性质分类,掌握总体负荷特性的特点和波动特点,预测规划年发展趋势和总量;2、在调查研究基础上,搜集、统计有关数据和资料;3、对统计数据进行进一步分析,根据符合特点确定负荷预测方法。4、根据本地区实际,研究供需状况对负荷特性的政策措施。根据以上原则,可以对鄯善县负荷特性作如下分析:

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第 3 章 110KV 鄯善城区变电所建设方案与研究...... 14
3.1 城区电网网架结构及站址规划方案............ 14
3.2 接入系统方式及建设规模............ 14
3.3 电气主接线..... 15
3.4 短路电流及主要电气设备选择............. 15
3.4.1 短路电流........ 15
3.4.2 主要电气设备选型............ 16
3.5 变电所二次线设计............ 18
3.6 系统调度自动化....... 20
3.6.1 调度组织关系.......... 201
3.7 配电设备选择.......... 20
第 4 章 10KV 配套送出工程建设方案设计与研究...... 22
4.1 10KV 线路的规划方法及研究............22
4.2 鄯善县城区 10KV 线路路径方案设计............22
4.3 导线截面选择........... 27
4.4 杆塔选择........ 31
4.5 10KV 线路现状问题解决效果分析.......32
第 5 章 无功补偿规划方法及研究.............33
5.1 无功补偿现状分析.........34
5.2 无功补偿规划方法及研究.........34

第 5 章 鄯善县城网无功补偿规划方法

5.1 无功补偿现状分析
目前,国内 10k V 配电网无功补偿方式一般有四种:一是变电站集中补偿方式;二是低压集中补偿方式;三是杆上无功补偿方式;四是用户终端分散补偿方式。无功补偿主要以补偿负荷的无功功率提高功率因数为补偿重点。其中无功补偿设备应按照“就地补偿,分级分区平衡”的原则进行合理的配置,并满足:①总体平衡与局部平衡相结合;②供电部门补偿和客户补偿相结合;③分散补偿与集中补偿相结合。主要以分散为主原则,无功补偿主要有以下几种方式:1.变电站集中补偿方式:将高压并联电容器组集中装设在变电站的 10k V 母线上进行集中补偿,主要针对输电网的无功平衡,补偿变压器的空载无功损耗。2.低压集中补偿方式:将电容器或无功自动补偿装置安装在低压母线上,采用微机控制进行自动投切。此种方式可以实现配变功率因数的提高,并实现无功的就地平衡,还能稳定用户侧电压水平。3.杆上补偿方式:是指在架空线路的杆塔上安装 10k V 户外并联电容器进行无功补偿的方式,以提高配电网功率因数,达到降损升压的目的。分散补偿方式:是指在用户末端直接进行无功补偿,其安装容量的确定通常按配电变压器低压侧最大无功需求来决定。按照“全面规划,合理布局,分级补偿,就地平衡”的原则对中低压配网无功进行合理配置。
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结论

经过两年多的长时间努力,我的毕业论文终于顺利完成了。这是一次综合学习电气设计、控制系统设计的设计过程。我了解和掌握了电力工程系统常用基本理论、基本方法,尤其是配电网规划和设计的研究方向和方法。同时培养了正确的设计思想和分析问题解决问题的能力,特别是整体设计和中低压配网设计的能力及运用,学到了很多知识。这为我将来的发展提供了更多的机会。经过这次毕业设计,我深深地体会到严谨、认真、仔细、有耐心是一个电气工程设计人员必须具备的素质。中低压配网作为电网的末端,同时又是重要的部分之一,对于供电企业的整体运行而言尤为重要。此次通过对鄯善县城区中低压配电网的改造提升研究,新建一座重要的终端 110k V 变电所和新建、改造 10k V 线路,一方面满足了鄯善县城城区建设用电负荷快速增长的需要,为国民经济发展奠定基础,同时也减轻了鄯善变电站的供电压力,提高了鄯善城区供电可靠性。解决了鄯善城区的用电瓶颈以及线路设备老化、供电半径长、线经偏细等导致的供电能力差、故障多等问题,提高了供电能力和供电的可靠性,对今后城区的发展起到